(57)【要約】【課題】  電極の使用効率を良好として、次亜塩素酸や次亜塩素酸ソーダ等の発生効率が良好で、利用者自身でいつでも、どこでも次亜塩素酸水等を作れる安全、簡易で、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体を提供すること。【解決手段】  電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置の電極構造体Ａであって、内部に一対の導電線１０を通した筒状体１と、この筒状体１の先端部に固定された電極取り付け部８と、前記導電線１０のそれぞれの一端に直接又は他の導電材１８を介して間接に接続して前記電極取り付け部８に対峙して設けられた陽極３及び陰極４とから構成する。【選択図】図３
2011096503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置の電極構造体であって、内部に一対の導電線を通した筒状体と、この筒状体の先端部に固定された電極取り付け部と、前記導電線のそれぞれの一端に直接又は他の導電材を介して間接に接続して前記電極取り付け部に対峙して設けられた陽極及び陰極とからなることを特徴とする次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【請求項２】
前記電極取り付け部を、剛性のある電気絶縁材料で作製され前記両電極が取り付けられる電極取り付け基部と、一端が前記筒状体に固定されると共に他端が前記電極取り付け基部に固定される中間取り付け部とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【請求項３】
前記電極取り付け部を構成する前記電極取り付け基部を、前記両電極が取り付けられてこの両電極を保護する保護部と、前記導電材が挿通されると共に前記封止材を収納する収納部とから構成したことを特徴とする請求項２に記載の次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【請求項４】
電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置の電極構造体であって、内部に導電線を通すと共にこの導電線の一端を外部に導出する筒状体と、この筒状体内の下部に配設された陽極及び陰極と、前記筒状体内において前記両電極に直接又は他の導電材を介して間接に前記導電線を接続した電極取り付け部とを設けたことを特徴とする次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【請求項５】
前記筒状体の前記導電線引き出し側の端部に、前記容器の開口部に設けられる蓋体を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【請求項６】
前記蓋体の上方に還元剤を収納する還元剤収納部材を配設し、電気分解により発生するガスを前記還元剤収納部材内に導いて還元剤で還元してから外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除菌、殺菌、消臭等のために使用する次亜塩素酸水や、次亜塩素酸ソーダ水（以下、「次亜塩素酸水等」と略称する。）の生成を行う次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、塩素ガス発生がなく、アルカリによる皮膚荒れのない弱酸性から中性付近での次亜塩素酸水等による強い殺菌力が注目されて、口内の殺菌、口臭予防、手指の洗浄などに使用する次亜塩素酸水等がボトルに詰められ販売されるようになってきている。【０００３】
また、従来、容器に入った水に食塩を添加し、電気分解によって次亜塩素酸水等を生成する次亜塩素酸水の生成装置が知られており、広く利用されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３-０５３３４４号公報
【特許文献２】特開２００４-２９０９３７号公報
【特許文献３】特開２００７-０４４５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ボトルに詰められ販売される次亜塩素酸水等にあっては、安全に利用しやすい３００ｍｇ／Ｌ以下の濃度では、保存による濃度低下が大きく殺菌効果が失われる。また、次亜塩素酸水等のボトル詰め市販品は、保存期間が短いため店頭販売できず、注文販売であるため、入手に時間がかかり、更に使用期間が短くなるという欠点があった。【０００６】
また、特許文献１〜３に開示する次亜塩素酸水の生成装置にあっては、電極の一部分を電気分解液（以下、「電解液」と省略する。）面より上に出して、電源に接続される電線を接続している。これは、次亜塩素酸水は腐食力が強く銅線などは解けてしまうので、電極の全面を電解液に浸すことができず、電解液面より上に出した電極の一部分は電解に寄与できず、電極の使用効率が悪くなっていた。【０００７】
そこで本発明は、電極の使用効率を良好として、次亜塩素酸や次亜塩素酸ソーダ等の（以下、「次亜塩素酸等」と略称する。）発生効率（次亜塩素酸等発生量／電流量）が良好で、利用者自身でいつでも、どこでも次亜塩素酸水等を作れる安全、簡易で、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため第１の発明は、電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置の電極構造体であって、内部に一対の導電線を通した筒状体と、この筒状体の先端部に固定された電極取り付け部と、前記導電線のそれぞれの一端に直接又は他の導電材を介して間接に接続して前記電極取り付け部に対峙して設けられた陽極及び陰極とからなることを特徴とする。【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記電極取り付け部を、剛性のある電気絶縁材料で作製され前記両電極が取り付けられる電極取り付け基部と、一端が前記筒状体に固定されると共に他端が前記電極取り付け基部に固定される中間取り付け部とから構成したことを特徴とする。【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記電極取り付け部を構成する前記電極取り付け基部を、前記両電極が取り付けられてこの両電極を保護する保護部と、前記導電材が挿通されると共に前記封止材を収納する収納部とから構成したことを特徴とする。【００１１】
第４の発明は、電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置の電極構造体であって、内部に導電線を通すと共にこの導電線の一端を外部に導出する筒状体と、この筒状体内の下部に配設された陽極及び陰極と、前記筒状体内において前記両電極に直接又は他の導電材を介して間接に前記導電線を接続した電極取り付け部とを設けたことを特徴とする。【００１２】
第５の発明は、第１乃至第４の発明において、前記筒状体の前記導電線引き出し側の端部に、前記容器の開口部に設けられる蓋体を設けたことを特徴とする。
第６の発明は、第５の発明において、前記蓋体の上方に還元剤を収納する還元剤収納部材を配設し、電気分解により発生するガスを前記還元剤収納部材内に導いて還元剤で還元してから外部に排出するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、電極の使用効率を良好として、次亜塩素酸や次亜塩素酸ソーダ等の発生効率が良好で、利用者自身でいつでも、どこでも次亜塩素酸水等を作れる安全、簡易で、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電極構造体の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電極構造体の縦断面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電極構造体の縦断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る電極構造体の縦断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る電極構造体の縦断面図である。
【図８】同じく第４の実施の形態に係る電極構造体の斜視図である。
【図９】電極構造体の蓋体上部に還元剤収納部材を配設する実施形態である一部破断した電極構造体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための第１の実施形態について説明する。初めに、口内の殺菌、まな板やキッチンまわりの除菌、トイレの消臭、口臭の防止、手指の洗浄などに使用する次亜塩素酸水や次亜塩素酸ソーダ水（以下、「次亜塩素酸水等」という。）の生成を行う生成装置の電極構造体Ａの第１の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は本発明の前記電極構造体Ａが使用される状態の斜視図である。１１は直流電源、１２はこの直流電源１１より電源が供給されている状態下でスイッチ１２Ａが押圧されると所定時間、次亜塩素酸水等の生成を行うためのタイマーなどの制御回路を持つ制御部、１３は、例えば使用済みのペットボトル等の容器である。そして、前記電極構造体Ａは食塩が加えられた食塩水などの電気分解液（以下、「電解液」と省略する。）を入れた前記容器１３内に挿入され、前記制御部１２を介して前記直流電源１１などに接続されて利用される。なお、前記電解液として食塩水を用いるが、これに限らず、塩化カリウムなど他の塩化物塩の塩水を用いてもよい。更には、他の水溶液として、塩酸水溶液を用いてもよい。
【００１７】
次に、次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体Ａについて説明する。前記電極構造体Ａの斜視図である図２において、中空円筒形状の筒状体１の一端（下端）に電極取り付け部２が固定され、この電極取り付け部２に電解面が垂直方向とされた平板状の陽極３、陰極４が取り付けられている。
【００１８】
なお、前記筒状体１の他端には前記容器１３の上面開口を密閉しない状態に閉じるための蓋体５が取り付けられるが、必ずしも取り付けなくともよい。即ち、前記蓋体５は無くとも、次亜塩素酸水等の生成に支障はないが、万一容器１３が倒れた場合でも、前記蓋体５を設けることにより、前記容器１３から電解液が漏洩する量が少なくて済む。
【００１９】
次に、前記電極取り付け部２について、図３及び図４に基づいて説明する。電極取り付け部２は筒状体１の下端部が嵌合してこの筒状体１に固定される中間取り付け部７と、後にこの中間取り付け部７の下端部を嵌合させて中間取り付け部７に固定させる電極取り付け基部８とから構成される。
【００２０】
前記電極取り付け基部８の上面には凹部８Ａが形成され、この凹部８Ａを形成する底壁８Ｂには電気分解に供する陽極３、陰極４が貫通するスリット８Ｃが形成され、前記底壁８Ｂの下方には中空部８Ｄが形成されている。そして、前記電極取り付け基部８の側面下部には対向するように前記中空部８Ｄに連通するスリット９が開設され、このスリット９を介して中空部８Ｄを形成する対向する内壁８Ｅにそれぞれ対峙するように、前記陽極３及び前記陰極４が取り付けられる。この場合、前記陽極３、前記陰極４の上部は下方からスリット８Ｃを介して前記凹部８Ａ内に突出するように、配設される。
【００２１】
前記陽極３、前記陰極４に接続される２本の導電線１０が塩化ビニル樹脂材料で被覆された銅線のように前記陽極３、前記陰極４との接続部が腐食されやすい場合には、前記スリット８Ｃを通じて前記凹部８Ａ内に電解液が入らないように、前記底壁８Ｂ上において、このスリット８Ｃやその付近をシリコンシール材、ホットメルトシール材、エポキシ樹脂シール材などの単層又は複層の封止材２１により水密に封止する。更に、前記凹部８Ａをシール材２２で充填すると、前記陽極３及び前記陰極４がしっかりと固定される。
【００２２】
なお、前記導電線１０は断面形状が円形形状に限らず、楕円形、長方形などであってもよく、その形状によって限定されない。また、塩化ビニル樹脂材料で被覆された銅線に限らず、他の導電線であってもよく、耐腐食性のチタン線材などであってもよい。
【００２３】
そして、前記スリット８Ｃやその付近を封止材２１により水密に封止して、前記凹部８Ａをシール材２２で充填した状態で、前記陽極３、前記陰極４に接続した２本の前記導電線１０を前記中間取り付け部７及びこの中間取り付け部７が固定された筒状体１の中空部１Ａを介してこの筒状体１の上面開口から外へ導出させた後に、前記電極取り付け基部８に前記中間取り付け部７の下端部を嵌合させて、両者を固定させる。
【００２４】
前記筒状体１と前記中間取り付け部７との固定、この中間取り付け部７と前記電極取り付け基部８との固定は、材質に合わせた専用接着剤の他に、溶剤、ドープセメント、シリコンシール材、エポキシ樹脂シール材、その他の材料を使用したり、超音波溶着、圧入、螺合等手段で固定してもよい。また、シール材２２を接着剤として兼用し、シール材２２の凹部８Ａ内への充填と同時に、前記中間取り付け部７と前記電極取り付け基部８とを接合してもよい。
【００２５】
なお、前記電極取り付け部２の外径は、前記容器１３上端開口の内径を考慮して適宜決めれば良いが、ペットボトルを利用する場合にはこのペットボトルの飲み口の内径が２１〜２２ｍｍであること、及び扱い易さなどから電極取り付け部２の外径は７〜２１ｍｍが良く、１０〜２０ｍｍが望ましく、１４〜１９ｍｍが更に望ましい。
【００２６】
そして、図４に示すように、対峙する前記陽極３、前記陰極４の端面（平板の厚さを形成する周側面）及び背面周囲は取扱時の手指切傷防止のため前記電極取り付け基部８で覆われている。この前記電極取り付け基部８はシリコンゴムなど柔軟性ある素材で作成しても良いが、ＡＳ、ＡＢＳ、ＰＶＣ樹脂等の剛性のある電気絶縁材料で作成すると、電極の倒れ防止もでき更に良い。次亜塩素酸水等が利用者の口内に入ることもあり得るので、食品グレードから選定することが好ましい。
【００２７】
なお、図４に示すように、対峙する前記陽極３、前記陰極４の背面との間には空間が形成されないように前記電極取り付け基部８に両電極３、４を取り付けるが、空間が形成されるように、前記電極取り付け基部８は中空円筒形状の筒状体（外径が円形、内径も円形の中空の筒状体）で形成してもよい。
【００２８】
前記陽極３はチタン基材に酸化イリジウムなどの白金系酸化物を被覆したものであり、耐久性のある低塩素過電圧素材であれば、他の素材であってもよい。前記陰極４はチタン板材であるが、前記陽極３と同じ材質であってもよく、他の白金族酸化物の被覆素材など耐久性のある素材であっても良い。この第１の実施形態によれば、電解する食塩水の塩濃度が高く、輸率の関係からＣａ++，Ｍｇ++，ケイ酸などの水中缶石成分が前記陰極４に析出する率が少なくなることと相俟って、後述するように、前記陰極４の電解面を容易に清掃できる構造であるため、逆電解を要しないので、前記陰極４を耐久性を要しないチタン板材としている。
【００２９】
平板であって平行に所定間隔を存して配置される前記陽極３及び前記陰極４の大きさ、厚さは、必要に応じて適宜選択すれば良い。前記容器１３内への挿入では、例えば四角形で両電極３、４を構成した場合には、電解面の寸法は横の長さ５〜１５ｍｍ、縦の長さ１０〜６０ｍｍが望ましく、横の長さ８〜１３ｍｍ、縦の長さ１０〜４０ｍｍが更に望ましい。前記陰極４の電解面への缶石成分の析出は非常に起こりにくいが、缶石成分が付着した場合には、薄い板材を前記陽極３と前記陰極４との間に差し込み、前記陰極４の電解面をこするようにして除去する。前記陽極３と前記陰極４との間隔が狭い場合には、陽極３の電解面側にセロテープ（登録商標）などを貼って電解面を痛めないようにするとよい。
【００３０】
また、前記陽極３と前記陰極４との間隔が５ｍｍ以上ある場合には綿棒でこすっても良い。缶石成分の除去及び電解電流密度を考えると、この間隔は２ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下がよく、３ｍｍ以上〜１０ｍｍ以下が望ましい。ペットボトルから成る容器１３への挿入では前記間隔は４ｍｍ以上〜８ｍｍ以下が更に望ましく、５ｍｍ以上〜６ｍｍ以下が更により望ましい。このように、前記陽極３と前記陰極４との間隔を長くすることにより、両電極３、４の電解面を容易に清掃でき、メンテナンスが容易である。
【００３１】
また、前記陽極３と前記陰極４との間隔を前述したような寸法にすることにより、電解中において電解液中に発生する酸素ガスや水素ガス、その他微量の塩素等の各種ガスの浮力を利用して、両電極３、４に対して水流が作れるので、次亜塩素酸水等の発生効率が良くなる。また、両電極３、４の電解面において電解液の流れが大きく、ＰＨを低く保てるので、缶石が付きにくい。
【００３２】
次に、前記筒状体１について説明する。前記筒状体１は前記電極取り付け部２に取り付けた前記陽極３及び前記陰極４を容器１３内の電解液の水位下まで沈める。ここで、水位とは、回分式にあっては取扱仕様で決められた水位であり、自動給水式にあっては水位センサーで決められた水位である。この筒状体１の長手方向の長さは、用いる前記容器１３の深さ及び電解液の水深に合わせて選べば良いが、ペットボトルから成る前記容器１３では３ｃｍ以上〜２５ｃｍ以下が良く、５ｃｍ以上〜１６ｃｍ以下が更に良い。
【００３３】
また、この筒状体１は中空部１Ａ内に導電線１０が通る空間があって、外径は強度的に問題なく、導電線１０を挿入し易い太さとして、外径７ｍｍ以上〜１６ｍｍ以下程度の中空状の円筒パイプが好ましいが、外径１０ｍｍ以上〜１２ｍｍ以下が更に好ましい。前記電極取り付け部２と同じ太さであっても良く、一個の素材から一体的に加工して筒状体１と電極取り付け部２とを作製してもよい。
【００３４】
前記筒状体１の材質は形状維持できる程度の剛性のある素材が適するが、柔軟性があっても良い。この筒状体１の材質は、具体的には、ＡＢＳ、ＡＳ、ＨＩＰＳ、ＰＶＣ樹脂等の電気絶縁性の材料を用いるが、次亜塩素酸水等が利用者の口内に入ることもあり得るので、食品グレードから選定することが好ましい。
【００３５】
次に、前記筒状体１への前記蓋体５の取り付けについて説明する。この蓋体５は前記容器１３の上面開口を密閉しない状態に閉じるものであって、この容器１３の上面開口にあてがわれ、ペットボトルのキャップなどの蓋体を利用したり、上面開口との嵌め合い部が容器１３の上面開口の外側でも内側でも良い。電解時において、容器１３内の電解液の水位以下に前記陽極３と前記陰極４の全体が位置するように沈めるために、前記筒状体１の上端部にこの蓋体５を取り付けている。
【００３６】
従って、前記容器１３及び電極構造体Ａの長さを適宜に設定することにより、前記筒状体１に前記蓋体５を取り付けた状態で前記筒状体１を容器１３内に挿入し、この容器１３の口金のネジ山に前記蓋体５内面に形成されたネジ山を螺合させることにより、この容器１３の上面開口を蓋体５で閉じた場合（密閉しない状態で閉じる。）には、前記電極構造体Ａ下端はこの容器１３の底壁に接触しないで浮いた状態となる。
【００３７】
次に、前記筒状体１に前記蓋体５を取り付ける構造について、説明する。先ず、下固定具１５を前記蓋体５の内部空間に収めた状態で、前記筒状体１を前記下固定具１５の挿通用開口と前記蓋体５の挿通用開口を介して前記下固定具１５と前記蓋体５に挿通させておく。また前記筒状体１の上端部を上固定具１６の挿通用開口を介して前記上固定具１６に挿通して、この上固定具１６を前記筒状体１の端部に接合固定する。
【００３８】
そして、前記蓋体５及び前記下固定具１５をスライドさせて上固定具１６とで前記蓋体５を挟むように、前記蓋体５を前記下固定具１５と共に前記上固定具１６側へ緩く押し付け、その状態で前記下固定具１５と前記筒状体１とを接着剤等で接合固定する。この場合、前記下固定具１５と前記蓋体５の上壁との間に隙間Ｓ１、前記蓋体５と前記筒状体１との間に隙間Ｓ２を形成する。これにより電気分解時に発生する前述した各種ガスが前記隙間Ｓ１、Ｓ２及び前記蓋体５と前記上固定具１６との間の隙間Ｓ３から前記容器１３外部に放出することができる。
【００３９】
従って、次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体Ａを回転させることなく、前記蓋体５を回動させることにより容器１３上部に固定して、この容器１３の上面開口を密閉しない状態で閉じることができる。前記上固定具１６及び前記下固定具１６の材質は、前記筒状体１と同じ材質を選ぶと接合が容易となる。また、前記蓋体５の材質は、ＰＰ樹脂などの汎用樹脂でよい。
【００４０】
以上のような第１の実施形態によれば、電極の使用効率を良好として、次亜塩素酸や次亜塩素酸ソーダ等の発生効率（次亜塩素酸等発生量／電流量）が良好で、利用者自身でいつでも、どこでも次亜塩素酸水等を作れる安全、簡易で、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体を提供することができる。
【００４１】
また、前記陽極３と前記陰極４は前記電極取り付け部２の前記電極取り付け基部８に固定されて保護され、また前記筒状体１により両電極３、４の全電解面は前記容器１３内の電解液の水位以下まで沈められる。従って、電解により発生した前述した各種ガスの浮力もあって、電解液は前記陽極３と前記陰極４との間及び両電極３、４の周囲の前記容器１３内において良好に撹拌される。従って、この撹拌により両電極３、４の電解面の流体境膜は薄くなり、前記陽極３では塩素イオンの供給が活発となり次亜塩素酸等の発生効率が高められ、より高濃度の次亜塩素酸水等を得ることができる。
【００４２】
一方、前記陰極４では、電解面に発生した水酸化物イオンの拡散が活発となり濃度が低下し缶石成分の析出が起こりにくくなる。また、前記陽極３と前記陰極４との間隔を適宜な長さとすることにより、利用者が容易に両電極３、４とに付着したスケールを除去できるため、逆電解を必要とせず、逆電解回路を省くことができ、更には逆電解しないので前記陰極４を前記陽極３と同じ高価な材質とする必要はない。また、前記筒状体１で延長して前記陽極３及び前記陰極４とを電解液中に浸漬しているので、使用する前記陽極３と前記陰極４の電解面のほとんどを電解に寄与させることができるので、逆電解を要しないことと合わせて、前記陽極３に使用する高価な材料を大幅に減らすことができ、電極構造体Ａの低価格化を図ることができる。
【００４３】
また、前記容器１３の上面開口を前記蓋体５で閉じた場合（密閉しない状態で閉じる。）に、前記電極構造体Ａ下端はこの容器１３の底壁に接触しないで浮いた状態とすることができ、前記電極構造体Ａが前記容器１３内へ落ちることが無く、また対峙する前記陽極３と前記陰極４との間において、電解液がより撹拌されやすくなる。また、前記蓋体５を閉めると、万一前記容器１３が倒れても電解液が漏洩する量が少なくて済む。更には、次亜塩素酸水等を生成した後に、電極構造体Ａをこの容器１３から抜きとって、すぐにこの蓋体５に代えて、他の蓋体を使用して本来の栓をすることもでき、生成された次亜塩素酸水等の利用に供することができ、更には他の電解液が収納された容器内にこの電極構造体Ａを挿入することにより更に次亜塩素酸水等を生成することができる。
【００４４】
次に、図５に基づいて、本発明の第２の実施形態について説明する。この場合、第１の実施形態と異なる部分について、特に説明するが、この第２の実施形態は、各導電線１０と前記陽極３及び前記陰極４を各導電材１８が接続する構成である。そして、前記電極取り付け部２の前記電極取り付け基部８を、主として前記陽極３及び前記陰極４が取り付けられて保護する保護部１９と、両導電材１８が挿通されると共にシール材２２をその凹部２０Ｃ内に収納する収納部２０とで構成する。
【００４５】
そして、保護部１９と前記収納部２０とを固定して前記電極取り付け基部８とし、前記陽極３と前記陰極４に各導電材１８を接続した２本の前記導電線１０を前記中間取り付け部７及びこの中間取り付け部７が固定された前記筒状体１の中空部１Ａを介してこの筒状体１の上面開口から外へ導出させた後に、前記電極取り付け基部８に中間取り付け部７の下端部を嵌合させて、両者を固定させる。
【００４６】
詳述すると、前記陽極３、前記陰極４の電解面の上部の背面に、導電材１８をろう付け、スポット溶接などで接続し、この導電材１８の他端を前記収納部２０に開設された小穴内に差し込み、前記シール材２２内部で前記導電線１０に接続する。この場合、前記導電材１８と前記導電線１０の接続は端子を用いて行うか、半田付け、その他の方法でもよい。
【００４７】
前記導電線１０が塩化ビニル樹脂材料で被覆された銅線のように前記導電材１８との接続部が腐食されやすい場合には、前記導電材１８を前記収納部２０に差し込んだ隙間を通じて電解液の出入りが無いようその隙間やその付近をシリコン樹脂シール材、ホットメルトシール材、エポキシ樹脂シール材など封止材を単層もしくは複層にして水密に封止し、前記接続部及び前記銅線の露出部も封止すると更によい。また、前記シール材２２で充填すると前記陽極３及び前記陰極４がしっかりと固定される。但し、前記導電線１０が銅線以外の錆びにくい材料、例えばチタン製の線材、ステンレス製の鋼線等で構成されている場合には、必ずしも前述した封止材で水密に封止しなくともよい。この第２の実施形態も、第１の実施形態と同様な効果を奏する。
【００４８】
次に、本発明の第３の実施形態について、図６に基づいて、第１及び第２の実施形態と異なる部分について特に説明する。この第３の実施実形では、第２の実施形態と同様に、前記電極取り付け部２の前記電極取り付け基部８を、主として前記陽極３及び前記陰極４が取り付けられて両電極を保護する保護部１９と、両コネクタ２４が配設されると共にその凹部２０Ｃ内にシール材２２を収納する収納部２０とで構成する。
【００４９】
そして、前記コネクタ２４に接続した２本の前記導電線１０を前記中間取り付け部７及び前記筒状体１の中空部１Ａを介してこの筒状体１の上面開口から２本の前記導電線１０を外へ導出させ、前記筒状体１、前記中間取り付け部７及び前記保護部１９を固定する。その後、前記保護部１９に取り付けられた前記陽極３及び前記陰極４の上端を各コネクタ２４に接続すると共に、前記保護部１９と前記収納部２０とを着脱可能に固定する。
【００５０】
この第３の実施形態も、第１の実施形態と同様な効果を奏すると共に前記保護部１９と前記収納部２０との固定が容易となり、着脱が容易になる効果を奏する。
【００５１】
次に、本発明の第４の実施形態について、図７及び図８に基づいて、第１乃至第３の実施形態と異なる部分について特に説明する。この第４の実施形態の大きな特徴は、前記筒状体１、前記中間取り付け部７及び前記電極取り付け基部８が、当初より一体に成形されて、中空円筒状を呈する筒状体３１で形成されている点にある。
【００５２】
そして、前記筒状体３１の円筒中空部３１Ａの下部に配設された前記陽極３及び前記陰極４の上部は前記筒状体３１内に挿入されて固定された収納部３３のスリット３５を介して上方へ導出され、更にシール材３２を貫通した前記陽極３及び陰極４の上端は各導電線１０に接続される。前記両電極３、４に他の導電材を介して間接に前記導電線１０を接続してもよい。なお、３４は封止材で、縦断面がコ字形状の収納部３３の凹部３３Ｃ内に配設される。
【００５３】
従って、前記スリット３５を通じて前記収納部３３の前記凹部３３Ｃ内に電解液が入らないように、この封止材３４により水密に封止されると共に、前記両導電線１０が塩化ビニル樹脂材料で被覆された銅線のように前記陽極３、前記陰極４との接続部が腐食されやすい場合には、この接続部に電解液が接触することが前記シール材３２によって防止され、更には両電極３、４がしっかりと固定される。但し、前記導電線１０が銅線以外の錆びにくい材料、例えばチタン製の線材、ステンレス製の鋼線等で構成されている場合には、必ずしも前述した封止材で水密に封止しなくともよい。
【００５４】
この第４の実施形態も、第１の実施形態と同様な効果を奏する。また、内部に前記導電線１０を通すと共にこの導電線１０の一端を外部に導出する筒状体３１内の下部に前記陽極３及び前記陰極４、前記筒状体３１内において前記両電極に直接又は他の導電材を介して間接に前記導電線１０を接続した電極取り付け部（収納部３３）と、前記筒状体３１内において前記導電線１０と前記両電極１０との接続部を水密に封止する封止材３４とを配設するようにしたので、第１の実施形態等の筒状体１、中間取り付け部７及び電極取り付け基部８とを当初より一体化できるから、組立作業工程が減少すると共に安価に製作することができる。
【００５５】
また、前記下固定具１５を前記蓋体５の内部空間に収めた状態で、前記筒状体３１を前記下固定具１５と前記蓋体５の挿通用開口を介して両者に挿通させておく。また、前記筒状体３１の上端部をその挿通用開口を介して上固定具３６を挿通してこの上固定具３６を前記筒状体３１の端部に接合固定する。そして、前記蓋体５と下固定具１５をスライドさせて上固定具３６とで前記蓋体５を挟むように、蓋体５を下固定具１５と共に上固定具３６側へ緩く押し付け、その状態で下固定具１５と前記筒状体３１とを接着剤等で接合固定する。
【００５６】
従って、次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体Ａを回転させることなく、この蓋体５を回動させることにより容器１３上部に取付け、この容器１３の上面開口を密閉しない状態に閉じることができる。
【００５７】
次に、図８及び図９に基づいて、活性炭などの還元剤３８を収納室３９に収納した還元剤収納部材４０を前記蓋体５の上方に配設する実施形態について説明する。第１の実施形態で説明したように、前記下固定具１５、前記蓋体５及び前記上固定具１６は取り付けられるが、この上固定具１６には前記前記筒状体１寄りに所定間隔を存して小穴４２を形成する。
【００５８】
また、下面を開口せる前記還元剤収納部材４０の上壁には複数の小穴４３を開設する。そして、前記還元剤収納部材４０の上壁に形成した挿通口４６を介して、前記導電線１０を前記還元剤収納部材４０外部に引き出し後、前記上固定具１６に前記還元剤３８を収納した状態の前記還元剤収納部材４０の下端部を前記上固定具１６に上方から嵌合させる。
【００５９】
従って、前記電気分解時に容器１３内に発生する前述した各種ガスを、前記下固定具１５と前記蓋体５の上壁との間に隙間Ｓ１、前記蓋体５と前記筒状体１との間に隙間Ｓ２、前記上固定具１６に開設された前記小穴４２を介して前記収納室３９内へ導き、前記還元剤３８で還元した後、前記還元剤収納部材４０の上壁に開設された複数の前記小穴４３を介して前記容器１３外部へ放出する。
【００６０】
以上のように、電解時に発生する前述した各種ガスの排出路に、前記還元剤３８を前記収納室３９に収納した前記還元剤収納部材４０を設けると、食塩水の電気分解により発生した塩素ガスが還元されて無害となって容器１３外部へ排出されることとなる。
【００６１】
なお、前記還元剤３８がその本来の効果を発揮できなくなった場合には、この還元剤３８を交換する必要があるが、この交換に際しては、前記還元剤収納部材４０の下端部と前記上固定具１６との嵌合を解き、古い前記還元剤３８を前記還元剤収納部材４０から取り出して、代わりに新しい還元剤３８を収納して、前記還元剤収納部材４０の下端部と前記上固定具１６とを嵌合させる。
【００６２】
以下、本発明の次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体Ａを使用した次亜塩素酸水等の生成について、図３に示す第２の実施形態である電極構造体Ａを使用して説明する。先ず、前記容器１３の肩付近まで水道水などの浄水を入れ、次いで所定濃度になる量の食塩を加え、この容器１３用のキャップを回動して容器１３に栓をして、前記容器１３を振って食塩を溶解する。そして、前記キャップを容器１３から外し、前記電極構造体Ａを差し入れ、前記蓋体５を回動して栓をする。そして、電源に接続した前記制御部１２に前記電極構造体Ａの導電線１０を接続し、前記スイッチ１２Ａを押圧すると、タイマーにより所定時間だけ前記陽極３及び陰極４に通電し、電気分解が行われ、次亜塩素酸水等が生成される。
【００６３】
次に、前記電極構造体Ａを用いて生成した次亜塩素酸水等の性状等について、前記電極構造体Ａの仕様及び電解条件をともに表す。ここで、使用した水道水は埼玉県熊谷市の浄水である。残留塩素濃度測定には柴田科学（株）製の機種名ＡＱ−１０２、ＰＨ測定には堀場製作所製の機種名Ｂ−２１１を用いた。残留塩素は塩素、次亜塩素酸及び次亜塩素酸ソーダを残留塩素に換算し加算したものであるが、本試験での試験液は中性付近からアルカリ側にあり、塩素の存在比率は極めて低いので、残留塩素は次亜塩素酸水等と考えて良い。以下、残留塩素発生効率＝次亜塩素酸水等発生効率＝残留塩素発生量／総電解電流と定義して説明する。
【表１】
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【００６４】
電解時間と生成残留塩素量の関係を表１に示す。食塩濃度、電流密度等条件により異なるが、上記条件では残留塩素濃度は電解時間２４時間（１４４０分）まで上昇を続け、約８００ｍｇ/Ｌ（リットル）付近まで達している。残留塩素濃度２５０ｍｇ／Ｌを得るにはＴ１３の条件、即ち２００ｍＡ、４時間でよいことが解る。
【表２】
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【００６５】
食塩濃度を変化させたときの残留塩素濃度、残留塩素発生効率の結果を表２に示す。全食塩濃度域にわたって、良い残留塩素発生効率を示している。全食塩濃度域を対象として使用できるが、残留塩素到達濃度、到達時間、分解ガス発生量を考慮すると、食塩濃度５００〜４００００ｍｇ／Ｌが好ましく、１０００〜２００００ｍｇ／Ｌが更に好ましく、２０００〜１００００ｍｇ／Ｌが更により好ましい。食塩濃度２０００ｍｇ／Ｌ未満の濃度では電圧を上げ、１００００ｍｇ／Ｌを超える高濃度では電圧を下げて電解するのが望ましい。次亜塩素酸水等を大量に使用する場合には、残留塩素発生効率の良い高濃度食塩水を電解し、希釈して用いる。
【表３】
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【表４】
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【００６６】
食塩水の水量と電解時間を変えた時の残留塩素発生量について調べた結果を表３、表４に示す。残留塩素濃度２５０ｍｇ／Ｌを得るには食塩水濃度２０００ｍｇ／Ｌ、平均電流２００ｍＡでは、食塩水５００ｍｌのとき電解時間４時間、１０００ｍｌのとき電解時間８時間、２０００ｍｌのとき電解時間１６時間でよいことが解る。
【００６７】
次に、電解時間の短い本発明の残留塩素発生量の実験結果を表５、表６に示し、特許文献１である特開２００３−０５３３４４号公報の発明の明細書の残留塩素発生量の記述を転記して表７、表８に示し、これと比較する。
【表５】
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【表６】
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【表７】
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【表８】
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【００６８】
この特開２００３−０５３３４４号公報には長時間電解のデータの記載がないので比較しにくいが、あえて短時間のテストをしてみても、総じて次亜塩素酸等発生効率＝残留塩素発生量／総電解電流は本発明が格段に良い結果を示している。
【００６９】
次に、特許文献３の特開２００７−０４４５７３号公報において開示する残留塩素発生量を表１０に転記して示すと共に本発明の残留塩素発生量を特開２００７−０４４５７３号公報の発明記載の実験条件に合わせて行った実験結果を表９に示して比較する。
【表９】
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【表１０】
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【００７０】
上記電解条件の場合、３分では本発明の残留塩素発生量と特開２００７−０４４５７３号公報の発明の残留塩素発生量はほぼ同じである。５分以上の電解時間では本発明の残留塩素発生量は、ほぼ電解時間に比例する形で残留塩素発生量が増加しているが、特開２００７−０４４５７３号公報の発明の残留塩素発生量は電解時間３分をピークにして５分では２．０ｍｇ／Ｌに減少している。これは、電解液の撹拌流動が悪く、電極面への塩素イオンの供給が不足しているのが原因と思われる。
【００７１】
これに比べ、本発明では、電解液の撹拌流動が良く、電極面への塩素イオンの供給が十分に行われ、残留塩素発生量は電解時間とともに増大している。消臭殺菌用途として要求される次亜塩素酸等濃度２００ｍｇ／Ｌ〜３００ｍｇ／Ｌを得る長時間電解で比較したいところであるが、特開２００７−０４４５７３号公報の発明のデータが無く比較できない。本発明と特開２００７−０４４５７３号公報の発明の次亜塩素酸等濃度の差は長時間電解になるにつれ、ますます開くとともに、次亜塩素酸等濃度２００ｍｇ／Ｌ〜３００ｍｇ／Ｌの高濃度用途には本発明が格段に優る。
【００７２】
なお、電解陰極面への缶石成分の析出についてであるが、食塩濃度２０００ｍｇ／Ｌ、電解電流２００ｍＡ／２ｃｍ２、硬度１４０ｍｇ／Ｌの条件で次亜塩素酸水等を２００時間生成させたが陰極面への缶石成分の析出は認められなかった。食塩水の交換は１リットルにつき８時間通電毎におこなった。また、食塩濃度５００ｍｇ／Ｌ、電解電流６００ｍＡ／６ｃｍ２、硬度１４０ｍｇ／Ｌ、２４時間通電の電解条件では缶石成分が陰極周囲端面にわずかに析出していたが電解面への析出はなかった。４８時間通電では陰極電解面が缶石成分によりわずかに白変した。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、次亜塩素酸水等を生成する生成装置の電極構造体であり、電気分解液を収納する容器を特別な専用の容器に限らず、例えば市販のペットボトルにも使用することができ、家庭用の次亜塩素酸水等の生成装置に適用できる。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ          電極構造体
１、３１    筒状体
２          電極取り付け部
３          陽極
４          陰極
５          蓋体
７          中間取り付け部
８          電極取り付け基部
１０        導電線
１３        容器
１８        導電材
１９        保護部
２０        収納部
３８        還元剤
３９        収納室
４０        還元剤収納部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011096503.tif 000019
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月26日(2012.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体であって、内部に一対の導電線を通した筒状体と、前記筒状体の先端部に固定された電極取り付け部と、前記導電線のそれぞれの一端に直接又は他の導電材を介して間接に接続して前記電極取り付け部に対峙して設けられた陽極及び陰極とを備え、前記電極取り付け部が、前記陽極及び前記陰極の各端面又は／及び各背面周囲を覆う保護部を有していることを特徴とする次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【請求項２】
前記筒状体の前記電極取り付け部が固定された前記先端部が、開口部を有する容器内に収容されるとともに、前記筒状体の前記導電線引き出し側の端部に、前記容器の前記開口部を塞ぐ蓋体を設け、前記蓋体の上方に還元剤を収納する還元剤収納部材を配設し、電気分解により発生するガスを前記還元剤収納部材に導いて還元剤で還元してから外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【請求項３】
前記電極取り付け部が前記筒状体とは別部品で構成され、前記筒状体と接合されており、前記筒状体の外径が前記電極取り付け部の外径より小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の次亜塩素酸水等の生成装置の電極構造体。
【国際調査報告】
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